煤油凝胶冲压发动机点火器设计及其试验研究(3)
时间:2019-07-31 15:14 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
1.2.1 国内冲压发动机研究现状 1990年起，我国航天三院引进了俄罗斯的Kh-31导弹技术，并且研制了YJ-91超声速空地反辐射导弹，2003年将马赫数提到了3.5，并且试飞成功，已经投入使用。此外，还研制了动力为液压冲压发动机的YJ-12中程超声速反舰导弹和动力为固液混合冲压发动机的某型地空反辐射超声速导弹。 我国在超燃冲压发动机方面，起步较晚。上个世纪八九十年代，，进行了超声速燃烧的初步研究，并提出了以飞船起步，以空天飞机为发展方向。90年代初，在921工程和863计划的推动下，以航天三院31所为代表的国内多家单位开始研究超燃冲压发动机的工作，并在超声速燃料点火、稳定燃烧、高超声速进气道设计、高超飞行器气动、材料、发动机/飞行器一体化总体设计等方面都取得了很大的进展。还建成了一批相关地面设备。 1.2.2 美国冲压发动机研究现状 上个世纪90年代中后期，美国开展了HyTech/HySet, HyFly和Hyper-X等项目，该项目以地面试验为主，并确定了飞行论证计划，用来突破碳氢燃料和氢燃料在冲压发动机上的应用，从而研制高超声速巡航导弹和飞行器。 美国的Hyper-X项目是目前世界上最吸引眼球的项目，该项目计划以氢燃料、碳氢燃料超燃冲压发动机为动力的多种飞行器的飞行试验验证。首先就是主要进行氢燃料地面与飞行试验，21世纪初，由于飞马座助推火箭故障，第1次飞行试验失败了，三年后连续两次成功实现马赫数为7和10的自主飞行试验，该试验的成功，表明美国已全面突破了吸气式高超声速飞行器飞行试验的各项关键技术，其中就包括飞行器/发动机一体化设计、推进与气动数据库、发动机/飞行器控制热管理与热防护、结构与材料、试验后处理等方面，积累了大量工程实施经验。 两年后，美国科学家总结了以前的试验结果，并详细分析了Hyper-X第2阶段涡轮基组合循环(TBCC)冲压发动机飞行试验所需的技术水平，具体包括6个方面:1)吸气式推进;2)高温材料和热防护系统;3)推进剂贮箱;4)飞行器一体化设计与多学科设计优化(MDO)工具;5)膨胀循环线性气动塞式火箭发动机(Expander Cycle Linear Aero-spike Rocket); 6)飞行试验。由于以前实验的技术积累，实施Hyper-X第2阶段飞行验证计划的成功率非常高。 1.2.3 俄罗斯冲压发动机的研究现状 俄罗斯最早的超燃冲压发动机飞行计划是Kholod计划，由俄罗斯中央航空发动机研究院(CIAM)和俄罗斯中央空气动力学研究院(TsAGI)等多家单位共同合作完成。上个世纪八十年代完成了模型发动机的地面试验。为了实施超燃冲压发动机飞行试验，俄罗斯建设了高超声速飞行试验室(HFL)，一个用SA-5助推火箭的高超声速飞行试验支持系统，并于上个世纪末期进行了多次次轴对称超燃冲压发动机的飞行试验。20世纪90年代，成功实施了第1次马赫数为5.6的飞行试验，该实验验证了双模态是可行的。 次年末，俄罗斯与法国合作成功实施了第2次马赫数5.3飞行试验，实现了亚燃到超燃稳定燃烧 ; 但是在1995年3月，由于电源系统故障，与法国合作实施的第3次试验失败。Kholod计划验证了双模态冲压发动机的可行性，并且获得了全尺寸试验发动机的地面试验和飞行试验数据。 近年来，俄罗斯深入的研究了一种新型的高超声速推进系统——AJAX。20世纪末，俄罗斯某公司提出AJAX概念，即将三种新技术应用于高超声速飞行器中：1）燃料转换与主动防热系统；2）磁性等离子流化学发动机；3）磁流体动力学的发动机流场控制技术。 (责任编辑：fenlaw) |